Мистериозната невидлива “темна материја” (dark matter), која според пресметките го исполнува космосот со околу 80% и ги одржува галаксиите и галактичките јата во целина, претставува значаен предизвик за современата астро-физика. Имено, досега многу малку се знае за нејзината природа, па многумина физичари сметаат дека таа е составена од досега неоткриени субатомски честички. Посебен предизвик за физичарите претставува дилемата дали темната материја е извор на досега непозната сила којашто е во интеракција со силата на гравитацијата, па тие заедно дејствуваат врз “редовната” материја, или таа е посебна автономна сила којашто дејствува независно од гравитацијата, привлекувајќи ја кон себе редовната материја? Во обид да се дознае повеќе околу тоа прашање, екипа истражувачи на Институтот за радио-астрономија Макс Планк во Бон, Германија, реализира нов начин на експериментално истражување на темната материја, којшто овозможува напредок во проучувањето на нејзината природа. Експериментот е објавен во научното списание Physical Review Letters.
Принципот на ова истражување се заснова врз евентуална идентификација на промена на екцентричност во траекторијата на орбитирање на некое тело во нашата галаксија Млечен пат, доколку на тоа тело дејствуваат две различни автономни сили; гравитацијата и силата од темната материја, честопати именувана како петта основна сила покрај добро познатите четири основни природни сили: гравитацијата, електромагнетната, слабата и јаката нуклеарна сила. Шематски приказ на експериментот е покажан на сликата во прилог, па ќе ја објасниме! Според екипата, најпогодно космичко тело за следење на евентуалната промена на екцентрицитетот во неговата орбита е т.н. “неутронска ѕвезда-пулсар” (на сликата лево, горе) во нашата галаксија, на која со два вектора е покажано дејството на двете актуелни сили: со жолт вектор е претставена силата на гравитацијата од “редовната” материја којашто дејствува кон центарот на нашата галаксија, а со бел вектор е покажана силата од темната материја, насочена кон “халото” на периферијата на нашата галаксија. Да го објасниме и поимот “неутронска ѕвезда-пулсар”: тоа е остаток од колапс на ѕвезда со маса 1,4 до 3 Сончеви маси, згуснати на мал пречник од сè на сè околу 10 km, поради што тие многу брзо ротираат околу себе. При тоа ротирање нивната магнетска оска постојано поминува низ нашиот Сончев систем, па така ние постојано добиваме периодични импулси од нив. Поради тоа, неутронските ѕвезди-пулсари поинаку се нарекуваат и космички светилници. Сега следува најважното. Орбитата на пулсарот може да се контролира со голема прецизност со радиотелескопи, преку континуирано мерење на времето на пристигнување на импулсните сигнали, па така евентуално да се открие промена на екцентрицитетот во неговата орбита. Според истражувачката екипа, како најпогодна неутронска ѕвезда-пулсар е одбран бинарниот пулсар со каталошки број PSR J 1713+0747, оддалечен од Земјата околу 3 800 светл. год. Тој е милисекунден пулсар со ротациски период од само 4,6 милисекунди, со придружник од “бело џуџе” со ротациски период од 68 дена. Да објасниме, “белите џуџиња” се остатоци од колапс на ѕвезди со маса помала од 1,4 Сончеви маси. Доколку пулсарот, како помасивен од белото џуџе, е изложен на две различни акцелерации (забрзувања), едната од гравитацијата на “редовната” материја во насока кон центарот на нашата галаксија (жолт вектор), и другата од темната материја кон “халото” околу галаксијата (бел вектор), тоа ќе се покаже како промена во екцентрицитетот на неговата орбита.
“Меѓутоа, со висока прецизност на мерењато, не е откриена промена на екцентрицитетот ниту во неговата орбита, ниту во орбитата на придружникот”, објасни Норберт Векс (Norbert Wex), член на екипата од Институтот Макс Планк, “Тоа значи дека резултантата (векторскиот збир) на двете сили има константен износ, односно привлечната сила од темната материја е од ист тип како и силата на гравитацијата помеѓу стандардната материја, па поради тоа, тие две сили се во меѓусебна интеракција”, завршува тој.
Па ете, физичарите сепак го прошириле своето знаење за природата на темната материја!
Шематски приказ на експериментот